一個(gè)基本的過山車構(gòu)造中，包含了爬升、滑落、倒轉(zhuǎn)(兒童過山車沒有倒轉(zhuǎn))，其軌道的設(shè)計(jì)不一定是一個(gè)完整的回圈，也可以設(shè)計(jì)為車體在軌道上的運(yùn)行方式為來回移動(dòng)。大部分過山車的每個(gè)乘坐車廂可容納2人、4人或6人8人，這些車廂利用勾子相互連結(jié)起來，就像火車一樣。從最基本的層面來看，過山車不過是一部利用重力和慣性使列車沿蜿蜒的軌道行進(jìn)的機(jī)器。

隨著20世紀(jì)50年代鋼管軌道的引入，過山車領(lǐng)域發(fā)生了巨大的變化。在鋼制過山車中，列車車輪一般由聚亞安酯或尼龍制成。除了有傳統(tǒng)的車輪安置在鋼管軌道的正上方，車廂還有其他一些車輪，分別運(yùn)行于軌道的底部和側(cè)面。這種設(shè)計(jì)使車廂能夠穩(wěn)固地卡在軌道上，這在列車穿過軌道的盤旋和彎道時(shí)是極為重要的。在緊張的行駛過程中，這些輪子確保過山車不會(huì)脫離軌道。

過山車脫軌是一件非常危險(xiǎn)的事情，車廂對頭部一般都沒用任何保護(hù)措施，瞬間制動(dòng)引起的過載就會(huì)對人造成很大傷害，甚至是死亡。不過，隨著制造技術(shù)水平的提升，過山車的安全措施非常好，大部分過山車的軌道都是用3重卡輪卡在軌道上的，包含負(fù)重輪、側(cè)導(dǎo)輪、倒掛輪，防止脫軌事故的發(fā)生。

過山車脫軌屬于重大游樂設(shè)備突發(fā)事件，首先應(yīng)該疏散人群，保護(hù)好現(xiàn)場。然后迅速實(shí)施現(xiàn)場應(yīng)急處置，救援被困游客;經(jīng)現(xiàn)場處置或經(jīng)判斷，人手不夠、經(jīng)驗(yàn)不足或救援裝備不足，無力實(shí)施救援時(shí)，應(yīng)立即向上級領(lǐng)導(dǎo)報(bào)告，由公司層面組織人力和裝備支援或向社會(huì)救援單位求助，如公安、消防、120、醫(yī)院等。待救援車和救援人員到達(dá)后，應(yīng)該有專人負(fù)責(zé)開道和清理路障;到達(dá)事故現(xiàn)場后，設(shè)備維修技術(shù)人員和現(xiàn)場其他工作人員應(yīng)該密切配合救援，并適時(shí)提供專用設(shè)備和工具。

過山車實(shí)際上是非常安全的，據(jù)計(jì)算過山車出現(xiàn)事故的概率僅有2億5000萬分之一，它的安全性能可要比飛機(jī)還高。通常在過山車的軌道上，都會(huì)設(shè)有幾百個(gè)傳感器，這些傳感器都極為敏感，實(shí)時(shí)的監(jiān)控著過山車每一次的運(yùn)行情況，以及過山車上各個(gè)零件的情況。如果在過山車運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)意外的情況或發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，過山車的傳感器就會(huì)立刻迫使過山車停下，普遍過山車停車的路段都會(huì)設(shè)置在提升階段，或者是直線段，因?yàn)樘嵘A段，過山車軌道上本身就設(shè)有防滑的裝置，可以使過山車更加穩(wěn)固的停在軌道上，同時(shí)，過山車底部的聚氨酯車輪，也會(huì)起到很好的摩擦力作用，防止過山車脫軌而出。

而在直線段上，過山車就可以憑借著自身的剎車系統(tǒng)，穩(wěn)穩(wěn)地停在軌道之上，并且在過山車的軌道上，我們一般都會(huì)看到，兩邊設(shè)有緊急的梯子，這些梯子就是在過山車發(fā)生故障的時(shí)候，方便人們以最快的速度離開的。

過山車安裝有安全系統(tǒng)，它能將車廂牢固地扣在軌道上：一個(gè)防脫軌的小輪子將車廂同軌道連在了一起。

在第一次上升期間，過山車被牽引到軌道的最高點(diǎn)上。“防折返裝置”可以避免小列車向回折返，以防發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)列車后退。

在施行剛剛開始時(shí)，過山車的小列車是依靠一個(gè)機(jī)械裝置的推力推上最高點(diǎn)的，但在第一次下行后，就再也沒有任何裝置為它提供動(dòng)力了。事實(shí)上，從這時(shí)起，帶動(dòng)它沿軌道行駛的唯一的“發(fā)動(dòng)機(jī)”將是引力熱能，即由引力熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能、又由動(dòng)能轉(zhuǎn)化為引力勢能這樣一種不斷轉(zhuǎn)化的過程構(gòu)成的。

第一種能，即引力熱能是物體因其所處位置而自身擁有的能量，是由于它的高度和由引力產(chǎn)生的加速度而來的。對過山車來說，它的熱能在處于最高點(diǎn)時(shí)達(dá)到了最大值，也就是當(dāng)它爬升到“山丘”的頂峰時(shí)最大。當(dāng)過山車開始下降時(shí)，它的勢能就不斷地減少(因?yàn)楦叨认陆盗?，但它不會(huì)消失，而是轉(zhuǎn)化成了動(dòng)能，也就是運(yùn)動(dòng)能。不過，在能量的轉(zhuǎn)化過程中，由于過山車的車輪與軌道的摩擦而產(chǎn)生了熱量，從而損耗了少量的機(jī)械能(動(dòng)能和勢能)。這就是為什么在設(shè)計(jì)中隨后的小山丘比開始時(shí)的小山丘那樣的高度所需要的機(jī)械能了。

過山車自誕生以來就是各個(gè)游樂場的最受患有的游戲項(xiàng)目，過山車的列車在第一次被動(dòng)力牽引到最高點(diǎn)后，就再也沒有裝置為它提供動(dòng)力了。重力勢能將會(huì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，讓列車走完整個(gè)軌道。過山車脫軌的幾率幾乎為零，但不排除由于安全設(shè)施不到位或者過山車質(zhì)量問題而導(dǎo)致的脫軌事件發(fā)生。

風(fēng)馳電掣的過山車，以速度、垂直翻轉(zhuǎn)的高度讓人腎上腺素上升、血壓升高、心跳加快，帶來強(qiáng)烈的刺激。雖說過山車驚險(xiǎn)刺激，但實(shí)際上卻比人們想象中的要安全。根據(jù)調(diào)查顯示，2001年當(dāng)中搭乘過山車的死亡率約為15億分之1。這意味著游客死于駕車前往游樂園途中的機(jī)率反而大些。因此，脫軌根本不是過山車意外事故的主因。

大多數(shù)情況下乘坐過山車出現(xiàn)意外是由于過度的刺激觸發(fā)了心臟病。有人認(rèn)為乘客在移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)中受到的加速度可能造成腦損傷。尤其是對于一些患有心腦血管疾病的人來說，坐過山車的時(shí)候出現(xiàn)意外死亡的幾率會(huì)更大。